DE19729716B4 - Verfahren zum Betrieb eines Heizkessels - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Heizkessels mit einem atmosphärischen Gasbrenner, einem in einem separaten Gehäuse nachgeschalteten Abgaswärmetauscher zur Abkühlung der Heizgase bis unter den Taupunkt und einem zum Aufstellungsraum hin offenen Nebenlufteintritt (6) zwischen dem Kessel (1) und dem Wärmetauscher (4) zum Beimischen von Nebenluft im Falle eines Unterdruckes im Abgasstrom, gekennzeichnet durch eine Steuerung des dem Wärmetauscher (4) nachgeschalteten Abgasventilators (5) anhand einer Messung von Zustandsgrößen im Bereich des Nebenlufteintrittes (6).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Heizkessels nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
  • Solche Kessel-Wärmetauscher-Systeme sind allgemein bekannt. Im Abgaswärmetauscher wird den Abgasen noch weitere Wärme entzogen, wobei auch die latente Wärme durch ein Abkühlen der Abgase bis unter den Taupunkt genutzt wird. Die bekannten Anlagen stellen vom Kessel über den Abgassammler und den Abgaswärmetauscher bis zum Schornstein ein geschlossenes System dar. Dabei besteht die Gefahr, dass Druckänderungen im Schornstein oder in der Abgasleitung infolge des Windeinflusses sich direkt auf die angesaugte Verbrennungsluftmenge auswirken. Dadurch können das Brennverhalten, nämlich die Flammenstabilität, und auch die Emissionen negativ beeinflusst werden.
  • Aus der DE 84 38 110 U1 ist ein Heizkessel gemäß dem Oberbegriff bekannt. Einen Nebenlufteintritt offenbart die DE 26 31 718 C2 . Dabei spricht eine Klappe in der Abgasleitung auf die Abgaswärme, die Wärmestrahlung des Brenners auf den Gasdruck vor dem Brenner oder den Strömungsdruck in der Abgasleitung an. Weiterhin enthält die EP 0 060 345 A2 eine Steuerung eines Abgasgebläses, welches für eine Luftbeimischung in den Abgasweg eines Heizkessels mit einem Gebläsebrenner sorgt, um Kondensatausscheidungen zu vermeiden. Dabei ist im Abgasstrom, in oder nach der Mischungszone oder an der Mündung des Schornsteins, ein auf das Abgasgebläse einwirkendes Messorgan vorgesehen.
    •
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Anlagen mit einem dem Heizkessel nachgeschalteten Abgaswärmetauscher Auswirkungen von Druckschwankungen im Abgassystem auf den vorgeschalteten atmosphärischen Gasbrenner zu verhindern und dabei negative Auswirkungen auf die Brennwertnutzung auszuschließen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale.
  • Im Gegensatz zu den bisherigen geschlossenen Systemen mit negativen Auswirkungen auf den Brenner bei einem Unterdruck im Abgasstrom wird diesem jetzt durch einen Druckausgleich infolge von einströmender Nebenluft begegnet. Dabei ist darauf zu achten, dass im regulären Betrieb möglichst wenig Nebenluft einströmt. Dieses ist deshalb unerwünscht, weil der Kondensationsgrad im Brennwertwärmetauscher dann sinken würde. Das Einströmen der Nebenluft sollte in dieser Betriebsphase nur minimal sein und nur bei einem Unterdruck im Abgasstrom zu dessen Abbau ansteigen.
  • Der Sog des dem Wärmetauscher nachgeschalteten Abgasventilators darf sich am Nebenlufteintritt nur sehr gering auswirken. Deshalb ist mit einer gezielten Ventilatorsteuerung zu arbeiten. Diese Steuerung kann durch einen im Nebenlufteintritt gemessenen Absolutwert erfolgen. Als Absolutwert bietet sich dabei die Temperatur im Nebenlufteintritt an. Bei eintretender Nebenluft entspricht diese Temperatur der Temperatur des Raumes. Sollte der Sog des Abgasventilators zu gering sein, dann strömt weniger Nebenluft ein. Es gelangt mehr Abgas in diesen Bereich, wodurch die Temperatur ansteigt. Somit ist die Temperatur im Nebenlufteintritt ein Indiz für das Einströmen von Nebenluft. Sie kann deshalb zur Steuerung des Abgasventilators dienen. Grundsätzlich könnte man auch mit einer Differenzmessung vor und hinter der Ausgleichsöffnung arbeiten. Als Führungsgröße kann dabei der O2-Gehalt im Abgasstrom benutzt werden. Auch eine Temperaturmessung vor und hinter der Ausgleichsöffnung und gegebenenfalls hinter dem Abgaswärmetauscher wäre geeignet.
    •
  • Die Zeichnung stellt in einer einzigen Figur mit einem alternativen Detail einen vertikalen Schnitt durch eine Anlage als Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
  • Dem Heizkessel 1 mit einem atmosphärischen Gasbrenner 2 folgt der Abgassammler 3 und ein Abgaswärmetauscher 4. Diesem ist ein Abgasventilator 5 nachgeschaltet. Im Kanal zwischen dem Heizkessel 1 und dem Abgaswärmetauscher 4 ist ein zum Aufstellungsraum hin offener Nebenlufteintritt 6 vorgesehen, durch welchen im Falle eines Unterdruckes im Abgasstrom Nebenluft einströmt. Damit auch bei laufendem Abgasventilator 5 nur ein minimaler Nebenlufteintritt erfolgt, werden entweder ein Absolutwert durch einen Thermostat 10 oder Differenzwerte zwischen den Sensoren 7 und 8 oder 9 ermittelt, die den Abgasventilator 5 derart steuern, dass er nur mit der unbedingt notwendigen Leistung läuft und deshalb während des Normalbetriebes nur einen geringen Sog auf die Nebenluft ausübt.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Heizkessels mit einem atmosphärischen Gasbrenner, einem in einem separaten Gehäuse nachgeschalteten Abgaswärmetauscher zur Abkühlung der Heizgase bis unter den Taupunkt und einem zum Aufstellungsraum hin offenen Nebenlufteintritt (6) zwischen dem Kessel (1) und dem Wärmetauscher (4) zum Beimischen von Nebenluft im Falle eines Unterdruckes im Abgasstrom, gekennzeichnet durch eine Steuerung des dem Wärmetauscher (4) nachgeschalteten Abgasventilators (5) anhand einer Messung von Zustandsgrößen im Bereich des Nebenlufteintrittes (6).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Steuerung des Abgasventilators (5) anhand der Messung der Temperatur im Nebenlufteintritt (6).
  3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Steuerung des Abgasventilators (5) anhand einer Differenzmessung von Werten vor und hinter der Ausgleichsöffnung (6).
  4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Steuerung des Abgasventilators (5) anhand der gemessenen Heizgastemperaturen vor und hinter dem Nebenlufteintritt (6).
  5. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Steuerung des Abgasventilators (5) anhand der gemessenen Heizgastemperaturen vor und hinter dem Nebenlufteintritt (6)
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